一种金刚石复合齿保径导向牙轮钻头的制作方法

1.本实用新型涉及牙轮钻头技术领域，具体为一种金刚石复合齿保径导向牙轮钻头。


背景技术：

2.天井钻机作为一种重要的矿山设备及水电站施工重要设备，在地下运输巷道、地质条件稳定的井筒施工中得到广泛应用，其主要是通过液压传动方式使液压马达获得回转扭矩，驱动钻具系统，带动钻杆及钻头旋转，同时，推进油缸在钻孔时施加钻头以推进力，而在扩孔时施加刀盘以反提力并作用在岩石上，天井钻机滚刀作业前，需要先用导向牙轮钻头按要求定向钻一个导向孔，然后安装钻杆，钻杆穿过导向孔，在下端与反井钻头相连，导向孔的上下大小一致性及定位对反井作业至关重要。
3.常规导向钻头保径齿为硬质合金齿，由于合金齿的耐磨性不够，导致导向钻深孔钻孔时存在缩孔缺陷，上大下小，安装反井钻杆时钻杆穿过不了，或者由于孔小，导致反井掘进时磨损钻杆、钻杆折断等情况。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种金刚石复合齿保径导向牙轮钻头，解决了常规导向钻头在深孔钻孔时存在缩孔缺陷，上大下小，安装反井钻杆时容易出现钻杆损坏情况的问题。
5.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种金刚石复合齿保径导向牙轮钻头，由牙掌和两个牙轮组成，两个所述牙轮分别固定安装于牙掌顶部的左右两侧，所述牙掌的外周从上至下固定安装有若干个掌背保径齿，所述牙轮的表面固定安装有内排齿、外排保径切削齿和修边齿，所述外排保径切削齿包括若干个第一金刚石复合齿和若干个第一硬质合金齿，且若干个第一金刚石复合齿和若干个第一硬质合金齿交错布置，所述修边齿包括若干个第二硬质合金齿和若干个第二金刚石复合齿，且若干个第二硬质合金齿和若干个第二金刚石复合齿交错布置。
6.优选的，所述掌背保径齿包括若干个第三硬质合金齿和若干个第三金刚石复合齿，且若干个第三硬质合金齿和若干个第三金刚石复合齿交错布置。
7.优选的，所述第一金刚石复合齿、第二金刚石复合齿和第三金刚石复合齿均包括硬质合金底座和设置于硬质合金底座表面上的金刚石复合层，且硬质合金底座和金刚石复合层通过高温高压合成一体。
8.优选的，所述硬质合金底座和金刚石复合层通过高温高压合成一体。
9.优选的，所述牙掌的中部开设有侧喷浆孔，且牙掌的外周开设有与侧喷浆孔相适配的主喷浆孔，所述主喷浆孔的内部设置有喷嘴组件。
10.有益效果
11.本实用新型提供了一种金刚石复合齿保径导向牙轮钻头。与现有的技术相比具备
以下有益效果：
12.(1)该金刚石复合齿保径导向牙轮钻头，通过交错布置的第一金刚石复合齿和第一硬质合金齿构成牙轮的外排保径切削齿，提高牙轮钻头的耐磨效果，从而改善了现有牙轮钻头切削井底功能过剩而修刮井壁功能不足的状况，并且利用第一金刚石复合齿优良的耐磨性，大大增强钻头的保径能力，使牙轮布齿更趋合理，钻头寿命延长的同时，保证后续钻杆的安全稳定穿过。
13.(2)该金刚石复合齿保径导向牙轮钻头，通过交错布置的第二硬质合金齿和第二金刚石复合齿构成修边齿，强化了牙轮钻头的主动切削井壁功能，不仅提高了牙轮钻头的保径能力，并且修边齿对井壁进行了良好的修整，改善了钻井质量，而且减少了被动保径阻力，提高了牙轮钻头的机械钻速。
14.(3)该金刚石复合齿保径导向牙轮钻头，通过交错布置的第三硬质合金齿和第三金刚石复合齿构成掌背保径齿，有效利用金刚石和硬质合金进行复合保径，且在金刚石的超强耐磨性能下，进一步增强了保径能力，同时强化掌背扶正功能，有效保护牙掌，进而改善钻头功能状态，使钻头运转更平稳。
附图说明
15.图1为本实用新型的外部结构示意图；
16.图2为本实用新型掌背保径齿和牙掌的内部结构示意图；
17.图3为本实用新型牙轮的结构示意图；
18.图4为本实用新型牙轮结构中第一金刚石复合齿和第一硬质合金齿的位置排布示意图；
19.图5为本实用新型牙轮结构中第二硬质合金齿和第二金刚石复合齿的位置排布示意图。
20.图中：1、牙掌；2、牙轮；3、掌背保径齿；4、内排齿；5、外排保径切削齿；6、修边齿；7、第一金刚石复合齿；8、第一硬质合金齿；9、第二硬质合金齿；10、第二金刚石复合齿；11、第三硬质合金齿；12、第三金刚石复合齿；13、侧喷浆孔；14、主喷浆孔；15、喷嘴组件。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种金刚石复合齿保径导向牙轮钻头，由牙掌1和两个牙轮2组成，两个牙轮2分别固定安装于牙掌1顶部的左右两侧，牙掌1的外周从上至下固定安装有若干个掌背保径齿3，具体的，为了进一步增强了保径能力，同时强化掌背扶正功能，有效保护牙掌1，掌背保径齿3包括若干个第三硬质合金齿11和若干个第三金刚石复合齿12，且若干个第三硬质合金齿11和若干个第三金刚石复合齿12交错布置，进一步说明，通过交错布置的第三硬质合金齿11和第三金刚石复合齿12构成掌背保径齿3，利用金刚石和硬质合金进行复合保径，并且有效的对金刚石的超强耐磨性能进行利
用，进而改善钻头功能状态，使钻头运转更平稳。
23.作为优选方案，为了改善了现有钻头切削井底功能过剩而修刮井壁功能不足的状况，并保证后续钻杆的安全稳定穿过，牙轮2的表面固定安装有内排齿4、外排保径切削齿5和修边齿6，具体的，外排保径切削齿5包括若干个第一金刚石复合齿7和若干个第一硬质合金齿8，且若干个第一金刚石复合齿7和若干个第一硬质合金齿8交错布置，具体的，如附图4所示。
24.作为优选方案，为了强化钻头的主动切削井壁功能，提高钻头保径能力的同时，提高钻头的机械钻速，修边齿6包括若干个第二硬质合金齿9和若干个第二金刚石复合齿10，且若干个第二硬质合金齿9和若干个第二金刚石复合齿10交错布置，具体的，如附图5所示。
25.进一步说明，第一金刚石复合齿7、第二金刚石复合齿10和第三金刚石复合齿12均包括硬质合金底座和设置于硬质合金底座表面上的金刚石复合层，其中，硬质合金底座和金刚石复合层通过高温高压合成一体。
26.作为详细说明，金刚石复合层包括金刚石微粉和硬质合金衬底，通过超高压高温条件下烧结而成，是一种复合超硬材料。
27.进一步的，牙掌1的中部开设有侧喷浆孔13，且牙掌1的外周开设有与侧喷浆孔13相适配的主喷浆孔14，主喷浆孔14的内部设置有喷嘴组件15。
28.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
29.使用时，交叉布置的若干个第一金刚石复合齿7和若干个第一硬质合金齿8发生转动，对井壁进行切削和修刮，利用金刚石复合层的超强耐磨性能，延长钻头的使用寿命，过程中，交错布置的若干个第二硬质合金齿9和若干个第二金刚石复合齿10转动，利用金刚石复合层的超强耐磨性能，对井壁进行修整，减小被动保径阻力，在交叉布置的若干个第三硬质合金齿11和若干个第三金刚石复合齿12转动下，利用金刚石复合层的超强耐磨性能，对牙掌1进行保护，进一步增强保径能力，并使得钻头平稳运转。
30.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。